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时空穿越不再是梦？科学家成功模拟“全息虫洞”！******

　　近日，科学家打造出

　　“全息虫洞”的消息冲上热搜

　　引发了大家的讨论

　　虫洞是什么？

　　我们真的能用它穿越时空吗?

　　今天一起了解虫洞

　　01虫洞？是虫子住的洞吗？

　　宇宙中的虫洞是科学家推测可能存在的一种特殊隧道，它的两头连接着两个遥远的时空，理论上说，如果能从虫洞的一端穿越到另一端，就能实现超越光速的时空旅行。

　　电影《星际穿越》中结尾主角就是进入了虫洞，发生了时空穿越。感兴趣的同学可以去看看哦！

　　图源：截图 电影星际穿越中的画面

　　要理解虫洞，我们首先要理解“黑洞”和“白洞”。在霍金的两大科普著作《时间简史》《果壳中的宇宙》的帮助下，黑洞这一概念早已深入人心。它是在恒心死亡时，由于体积收缩，密度变大，获得使光也无法逃脱的巨大密度的一种天体。而所谓白洞，其实就是和黑洞具有相反性质的特殊天体，特点是不断往外“吐”出东西，只发射而不吸收。

　　一个吞噬一切，一个“吐出”一切，大家可以想象一下，如果一个黑洞恰好连上了一个白洞时会怎么样呢？这时就会形成虫洞（worm hole）。

　　图源：中科院理论物理研究所 虫洞示意图

　　1915年，爱因斯坦提出了广义相对论，在爱因斯坦的理论中，空间和时间不再是绝对的、不可变的，而是可塑的、相互依存的，且它们会受物质存在的影响。1935年，爱因斯坦和他的助手罗森在广义相对论的框架下研究黑洞，首次提出“爱因斯坦-罗森桥”的概念，这座“桥”连接了时空中两个不同区域的通道。上世纪50年代，物理学家惠勒将这座桥命名为“虫洞”。

　　这听起来是不是很令人心动？进入虫洞，你可能会出现在宇宙的任意一个角落，甚至穿越时空，改写你的人生，重新选择你曾经后悔的事。然而，虽然广义相对论允许虫洞的存在，物理学家还从未在宇宙中观测到虫洞，目前只有黑洞被人类实际观测。

　　 02量子虫洞又是啥？

　　虽然我们还没有在宇宙中发现虫洞，但现在科学家们创造出了虫洞，还观察到了信息在虫洞之间传递的现象。不过，先别想着穿越时空，这个虫洞并非上述所讲的引力虫洞，而是一个量子虫洞。

　　日前，英国《自然》（Nature）杂志发表的一篇论文首次报道了利用一台量子处理器对全息虫洞进行量子“模拟”。这个全息虫洞成功地将量子态通过虫洞，由一个量子系统传递到了另一个量子系统。

　　如果我们想象中可以时空旅行的虫洞叫作“时空虫洞”的话，量子态的量子虫洞则可以称之为“微型虫洞”。

　　那么，研究量子虫洞有什么用呢？

　　这是因为，广义相对论和量子力学虽然各自都发展了很长一段时间，但它们之间仍然有一个根本性的“冲突”——量子引力。

　　具体来说， “广义相对论”描述了引力且在恒星、行星、银河上等大尺度上都适用；而“量子力学”描述了其他3种作用在微观尺度的基本力。这二者是否有“握手言欢”的可能？这就要看量子引力的表现。

　　物理学家们当然想通过实验去检验，但很遗憾，量子引力的能量与尺度，此前的实验室条件是无法模拟和观测的。而这就是“全息”的用武之地，它可以帮助物理学家创建一个与原始系统相当，但不太复杂的系统。这类似于用二维全息图显示三维图像的细节。

　　03量子虫洞是怎么创造出来的？

　　2019年谷歌的物理学家们提出了一种实验假说，认为一个在物理实验室中可以再造的量子态，能被解释为在两个黑洞之间的虫洞中穿越的信息。

　　现在，来自谷歌、MIT、费米实验室和加州理工学院的科学家们，用9个量子位、1台量子计算机模拟出了对应的量子动力学。在同一个量子芯片中，他们创建了两个纠缠的量子系统，并将一个量子位放入其中一个量子系统。结果，他们在另一个量子系统中观察到了这个量子位“穿越虫洞”而来的信息，结果符合预期的引力性质。

　　这是什么意思？大家可以设想在两组纠缠粒子之间，穿上一根电线或其它任何的物理连接，让粒子们编码出虫洞的两个口。

　　在这种耦合作用下，操作其中一侧的粒子，会引起另一侧粒子的变化。这样就有可能在两侧粒子之间撑开一个虫洞。

　　图片来源：inqnet/A.Mueller 量子计算机的模拟显示了信息如何通过虫洞

　　尽管存在争议，但是这项前所未有的实验，探索了时空以某种方式从量子信息中产生的可能性。随着量子装置的不断改进，错误率会更低，芯片会更强，那么对引力现象的研究也会更加深入。

　　END

　　资料来源：中科院物理所、极目新闻、科技日报、环球科学、量子位

　　整理：董小娴

加强儿童、老人等重点人群新冠科普知识宣传******

　　【抗疫中 我们众志成城62】

　　儿童是新冠疫情防控的重点健康保障人群，但其自身对新冠病毒感染的基础知识普遍掌握不足，应当如何进一步加强宣传教育？中国疾控中心传防处研究员常昭瑞表示，这需要多部门、多渠道进行新冠科普知识宣传。一是在宣传对象方面，对儿童宣传防控知识的同时，要加强对老师、家长及看护人的防控知识宣传；二是在宣传方式方面，采用儿歌、动画片和图书等儿童容易接受、感兴趣的方式进行宣传；三是在宣传内容方面，针对不同年龄段的儿童，内容要有针对性，采用相应年龄段儿童听得懂、看得懂的语言文字进行宣传；四是要通过走入课堂，采用老师讲解、做游戏、角色扮演等教育方式开展新冠防控知识科普。

　　常昭瑞指出，家长的言传身教是对孩子最好的教育，在提升儿童个人防护意识方面，一是家长要多教导孩子做好防护，保持良好卫生习惯；二是家长要以身作则，树立榜样，进家门时及时洗手，咳嗽的时候遮挡口鼻；三是要制定合理饮食、规律作息、适量运动等规则；四是要及时表扬鼓励孩子的良好行为习惯。

　　老人同样是新冠疫情防控的重点人群。北京医院呼吸与危重症医学科主任李燕明表示，相对于城镇地区，农村地区的部分老年人对新冠病毒感染的基本知识掌握还是有欠缺的，因此更需要多部门、多渠道进行科普知识宣教。

　　李燕明强调，在宣教过程中有几点需要注意：一是形式上，最好用农村老年人听得懂、容易接受的语言，多用图片，少用文字；二是内容上，在科学性的基础上，还要关注农村老年朋友日常生活中最关注的问题，让他们在其中可以找到答案；三是在对象上，除了农村的老年人群外，还要注意让他周围的邻居、子女等同时了解新冠知识；四是在内容上，不仅要告诉老年人需要做什么，更重要的是要告诉他不能做什么。李燕明指出，广大乡村医生是农村防控的重点，也是农村防控的主力军，他们对农村人群日常基础疾病、基础状态非常了解，相信能够提供非常好的指导。

　　光明日报 (本报记者 杨舒)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）